Технология скифской стали: ученые раскрыли секрет железа из замерзших гробниц Алтая
Международная команда исследователей впервые провела комплексный анализ железных артефактов из замерзших гробниц пазырыкской культуры в монгольской части Алтайских гор, датировав их примерно 400 годом до нашей эры и раскрыв передовые для своего времени металлургические технологии кочевых скифских народов. Исследование, опубликованное в журнале Archaeological and Anthropological Sciences, проливает свет на один из ключевых технологических переломов в истории Евразии — освоение железа в степях.
Высоко в горах Монгольского Алтая, где сходятся границы Монголии, России, Казахстана и Китая, вечная мерзлота на протяжении тысячелетий сохраняла секреты скифских воинов. Ученые сосредоточились на изучении железных ножей и удил, обнаруженных в погребениях пазырыкского типа в аймаке Баян-Улгий. Впервые в исследовании были совмещены металлографический анализ самих предметов и радиоуглеродное датирование органических материалов, найденных вместе с ними, что позволило получить точную картину их технологии и хронологии.
Радиоуглеродный анализ пяти образцов органики, включая кожу, растение и деревянные предметы, позволил точно установить время создания этих гробниц. Четыре из пяти образцов уверенно указывают на дату около 400 года до нашей эры, то есть конец V или начало IV века до нашей эры. Эта дата делает монгольские захоронения значительно более древними, чем классический пазырыкский памятник на территории России, который датируется периодом между 300 и 240 годами до нашей эры.
Металлографическое исследование, включавшее изучение микроструктуры металла, показало, что все объекты были изготовлены из кричного железа, полученного в сыродутных печах. Однако наиболее важным открытием стало то, что пазырыкские мастера не ограничивались простой ковкой полученного металла. Они применяли технологию цементации — процесс науглероживания, который является ключевым шагом на пути к созданию стали. Этот процесс заключался в длительном нагреве железного предмета в контакте с древесным углем, в результате чего углерод проникал в поверхность металла, делая его гораздо более твердым и прочным.
Наиболее яркое свидетельство такой обработки было обнаружено на острие кинжала. Под микроскопом был виден твердый слой перлита, богатого углеродом, расположенный по краю изделия, в то время как его внутренняя часть состояла из более мягкого феррита. Такое распределение структур наглядно демонстрирует градиент концентрации углерода, диффундировавшего с поверхности вглубь. В нескольких ножах лезвие также имело высокое содержание углерода, в то время как рукоять была изготовлена из более мягкого железа, что говорит о глубоком понимании свойств материала и умении выборочно применять термическую обработку для улучшения функциональных качеств предмета.
В противоположность этому, удила для лошадей были изготовлены преимущественно из низкоуглеродистого железа без какой-либо закалки, так как их функция не требовала острой режущей кромки. Это указывает на то, что данный материал, вероятно, представлял собой сырое железо, полученное непосредственно при плавке.
Открытие бронзового оружия на тех же памятниках указывает на то, что пазырыкское общество находилось в полном переходе от бронзы к железу. Железо, особенно после цементации, превращавшей его в сталь, давало явное преимущество для создания более эффективных орудий и оружия. Широкое использование железа для удил также подчеркивает центральную важность коневодства и мобильности для этих народов. Исследователи предполагают, что эта технология пришла с запада, через степи, и именно скифские народы, такие как пазырыкцы, стали ключевыми агентами в ее распространении.
Значительно, что период использования железа, выявленный в исследовании, совпадает с фазой становления первой степной империи — империи Хунну. Ученые устанавливают прямую технологическую связь: традиция обработки железа на основе сыродутного процесса и цементации, идентифицированная у пазырыкцев, в точности повторяется столетия спустя в железных артефактах империи Хунну и даже в более поздние периоды, такие как эпоха Монгольской империи. Таким образом, исследование не только раскрывает технологические секреты древних кочевых кузнецов, но и отводит пазырыкской культуре Монголии роль фундаментального звена в цепи, которое привело к тому, что железо стало технологическим хребтом великих империй степной Евразии.